光传送网映射模块的设计与实现

论文摘要

光通信自问世至今发展非常迅速,已经被广泛应用。但一直以来,光纤传输主要还只是作为一种信号传输的手段,网络的组织主要是在电层。电层的网络组织大大限制了这种传输方式容量的提升,而OTN（光传送网）在子网内可以以全光形式传输,在子网的边界处采用光-电-光转换,很有利于解决这个瓶颈问题,为全光通信的实现迈出了重要的一步。映射是OTN接口芯片中的核心部分。OTN接口芯片最主要的任务是业务封装形式的转变,这正是映射的工作,而且映射部分是连接支路、线路、背板的桥梁,直接关系到整个OTN接口芯片的功能和性能。本文设计并实现了10G OTN映射模块,支持10G以下任意业务的支路映射解映射,并同时具备线路处理功能。支路映射解映射中,支持通过异步方式和比特同步映射两种方式来处理传统的2.5G和10G固定速率业务,如STM16和STM64;并能够支持10GE的比特同步映射;支持通过通用映射GMP的方式处理2.5G以下和2.5G以上10G以下的任意业务的异步映射,并且能够达到很好的性能。线路处理即线路映射解映射,支持4xODU1到OTU2的复用解复用和ODU2到OTU2的映射解映射。本文重点完成了GMP部分的实现。首先阐述了根据FIFO的读写地址差值调节cbyte值的方法和过程,然后研究了sigmadelta算法的不同应用形式以及在ODU2、ODU3等时序复杂情况时的实现和在随机数产生中的应用分析,最后完成了在GMP解映射中cbyte解释机制的实现。本映射模块采用了门控时钟的低功耗的策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪 论
• 1.1 课题背景
• 1.2 OTN的国内外研究历史和现状
• 1.2.1 数字传送网的演化
• 1.2.2 OTN的发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 OTN光传送网映射原理
• 2.1 OTN映射模块的应用环境
• 2.2 OTN接口结构
• 2.2.1 光传送网OTN的接口基本信息结构
• 2.2.2 OTN接口的信息包容关系
• 2.3 OTN帧结构
• 2.3.1 OTUk帧结构
• 2.3.2 ODUk帧结构
• 2.3.3 OPUk帧结构
• 2.4 OTN映射类型
• 2.4.1 映射的定义
• 2.4.2 OTN帧的速率
• 2.4.3 OTN映射方式
• 2.5 本映射模块的特点
• 2.5.1 本映射模块的基本特性
• 2.5.2 实现中的重点和难点
• 2.6 本章小结
• 第3章 10G OTN映射模块的设计与实现
• 3.1 映射模块的结构框图
• 3.2 ABMP方式模块的实现
• 3.2.1 异步FIFO模块实现
• ABMP模块实现'>3.2.2 OPU1_ABMP模块实现
• ABMP模块实现'>3.2.3 OPU2_ABMP模块实现
• DMP模块实现'>3.2.4 OPU1_DMP模块实现
• DMP模块实现'>3.2.5 OPU2_DMP模块实现
• 3.3 GMP映射方式模块的分析及实现
• AGMP模块实现'>3.3.1 OPU1_AGMP模块实现
• 3.3.2 cbyte值调节分析
• delta算法分析'>3.3.3 Sigma_delta算法分析
• AGMP模块实现'>3.3.4 OPU2_AGMP模块实现
• DGMP模块实现'>3.3.5 OPU1_DGMP模块实现
• DGMP模块实现'>3.3.6 OPU2_DGMP模块实现
• 3.4 复用映射解映射模块实现
• 3.4.1 线路映射模块的实现
• 3.4.2 解线路映射模块的实现
• 3.5 映射顶层实现
• 3.5.1 映射顶层总体框图
• 3.5.2 映射顶层MPI模块实现
• 3.5.3 顶层低功耗实现
• 3.6 本章小结
• 第4章 10G OTN映射模块的验证
• 4.1 RTL仿真及结果
• 4.1.1 仿真环境介绍
• 4.1.2 测试点及测试用例
• 4.1.3 结果及分析
• 4.2 FPGA验证及结果
• 4.2.1 FPGA环境介绍
• 4.2.2 测试用例
• 4.2.3 测试结果及性能
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢